ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1996 года по МПК C08L67/02 C08L69/00 C08L77/02 C08L77/06 C08L23/12 C08L55/02 

Изобретение относится к получению термопластичных композиций, которые могут найти широкое применение для изготовления деталей конструкционного назначения с высокой ударной прочностью в различных отраслях промышленности, в частности, в автомобилестроении для изготовления литьем под давлением бамперов, решеток радиаторов, декоративных колпаков, передней панели приборов, в электротехнике для изготовления корпусных деталей.

Известна полимерная композиция, содержащая полиамид (ПА) и графт-каучук, представляющий собой сополимер бутадиена и металметакрилата [1] Недостатком композиции является невысокая ударная вязкость на единицу вводимого каучука.

Известна литьевая термопластичная композиция, включающая смесь поликарбоната (ПК) и полибутилентерефталата (ПБТФ) и графт-сополимер ударопрочный каучук АБС [2] При введении каучука в смесь полимеров снижаются прочностные свойства при увеличении ударной вязкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является полимерная композиция, включающая термопласт и графт-сополимер [3] В качестве термопласта используют смесь полиалкилентерефталата (ПАТФ) или другого полиэфира и ПК, а в качестве графт-сополимера сополимер полибутадиена с привитым сополимером стирола и метилметакрилата со степенью прививки 15-40% Применение графт-каучука с указанной степенью прививки не обеспечивает устойчивость графт-каучука и равномерность его распределения в термопластах, что приводит к снижению ударной вязкости и ухудшению качества спая изделий сложного профиля на основе термопластов.

Технической задачей изобретения является повышение ударной вязкости при сохранении прочности спая изделий сложного профиля на основе термопластов.

Данная задача решается тем, что в полимерной композиции, включающей термопласт и графт-сополимер, в качестве последнего используют графт-сополимер со степенью прививки 0,56-1,0, включающий 40-59 мас. звеньев бутадиена, бутадиен-стирола или бутадиен-нитрила и 41-60 мас. звеньев стиролакрилонитрила или стиролметилметакрилата при массовом соотношении звеньев стирола и акрилонитрила или метилметакрилата (25-75):(25-75) соответственно при следующем содержании компонентов композиции, мас.

Термопласт 70-90
Графт-сополимер 10-30
Техническая задача изобретения решается также тем, что в качестве термопласта композиция может содержать поликарбонат, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, полиамид 6, полиамид 66 или полипропилен или смесь термопластов: 65-80 мас. поликарбоната и 20-35 мас. ПЭТФ или 40-60 мас. поликарбоната и 40-60 мас. ПБТФ или 15-25 мас. полиамида 66 и 75-85 мас. полиамида 6.

В композиции используется: ароматический поликарбонат (ТУ 6-05-1668-80), полибутилентерефталат (ТУ 6-06-21-89), полиэтилентерефталат (ТУ 6-13-1-88), полиамид 6 (ОСТ 6-06-09-96), полиамид 66 (ОСТ 6-06-С23-79), полипропилен (ТУ г6-05-1105-78), графт-сополимер ТУ 301-05-100-91 (АБС-ГРК), с содержанием гельфракции не менее 70 мас. графт-каучука, используемые в предложенной композиции характеризуются степенью прививки, которая рассчитывается следующим образом
СП где СП степень прививки;
Г массовая доля гель-фракции,
К массовая доля каучука АБС-ГК,
М массовая доля прививаемых мономеров,
0,8 поправочный коэффициент на растворимую фракцию каучука: гель-фракция каучука 80 мас.

П р и м е р 1. Композицию получают с использованием смесительного и экструзионно-гранулирующего оборудования.

Состав (мас.): поликарбонат 63; полиэтилентерефталат 27; графт-сополимер 10; состоящий из компонентов бутадиеновый каучук 59; соотношение стирола и акрилонитрила 75: 25. Компоненты смешивают в смесителе "пьяная бочка". Поликарбонат и полиэтилентерефталат предварительно сушат до остаточной влажности 0,02% при 120^оС, графт-сополимер при 70^оС. Полученную смесь экструдируют при 265-275^оС.

Полученную композицию сушат при 120^оС до остаточной влажности не более 0,02% и получают образцы литьем под давлением при температуре расплава 270^оС и температуре формы 75^оС.

П р и м е р ы 2, 9, 10-17, 18, 19, 21. Аналогично примеру 1 получают и перерабатывают методом литья под давлением композиции, состав которых представлен в табл. 1, а свойства в табл. 2.

П р и м е р 3. Композицию следующего состава, мас. поликарбонат 54; полибутилентерефталат 36; графт-сополимер 10, состоящий из компонентов, мас. бутадин-стирольный каучук 40; соотношение стирола и акрилонитрила 75:25 смешивают в смесителе "пьяная бочка". ПК и ПБТ предварительно сушат до остаточной влажности 0,02% при 120^оС, графт-сополимер при 70^оС. Полученную смесь экструдируют при температуре 245-255^оС.

Полученную композицию сушат при 120^оС до остаточной влажности не более 0,02% и получают образцы литьем под давлением при температуре расплава 250^оС и температуре формы 70^оС. Свойства полученного материала приведены в табл. 2.

П р и м е р ы 4-6, 20, 22. Аналогично примеру 3 получают и перерабатывают методом литья под давлением композиции состава, представленного в табл. 1.

П р и м е р 7. Композицию состава, мас. полипропилен-ПП 90; графт-сополимер 10, состоящий компонентов, мас. бутадиеновый каучук 40; соотношение стирола и акрилонатрила (АН) 70:30. Полученную смесь смешивают в смесителе и экструдируют при 210-200^оС.

Образцы получают литьем под давлением при температуре расплава 200^оС, температуре формы 70-80^оС. Свойства полученного материала представлены в табл. 2.

П р и м е р 8. Композицию состава, мас. ПК-90; графт сополимер 10, состоящий из компонентов, мас. бутадиеновый каучук 50, соотношение стирола (СТ) и метилметакрилата 30: 70, смешивают в смесителе. ПК предварительно сушат до остаточной влажности 0,02% при 120^оС, графт-сополимер при 70^оС. Полученную смесь экструдируют при 280-295^оС.

Полученную смесь сушат при 120^оС до остаточной влажности не более 0,02% и получают образцы литьем под давлением при температуре расплава 285-290^оС и температуре формы 80^оС. Свойства полученного материала приведены в табл. 2.

П р и м е р 11. Композицию состава, мас. полиамид-670; графт-сополимер 30, состоящий из компонентов, мас. бутадиеновый каучук 45, соотношение СТ и АН 70:30, смешивают в смесителе. ПА предварительно высушивают до остаточной влажности не более 0,2% при 80^оС. Полученную смесь экструдируют при 230^оС.

Полученную композицию сушат при 80^оС до остаточной влажности не более 0,2% и получают образцы литьем под давлением при температуре расплава 230^оС, температуре формы 50^оС. Свойства полученного материала приведены в табл. 2.

П р и м е р ы 12-14, 23-26. Аналогично примеру 11 получают и перерабатывают литьем под давлением композиции, состав которых представлен в табл. 1.

П р и м е р 16. Композицию следующего состава, мас. ПА-6 60; ПА-66 15; графт-сополимер 25, состоящий из компонентов, мас. бутадиен-стирольный каучук 59, соотношение СТ и АН 70:30, смешивают в смесителе "пьяная бочка".

ПА-6 и ПА-66 предварительно сушат до остаточной влажности 0,2% при 80^оС. Полученную смесь экструдируют при 240-250^оС.

Полученную композицию сушат при 80^оС до остаточной влажности не более 0,2% и получают образцы литьем под давлением при температуре расплава 250^оС и температуре формы 40^оС. Свойства полученного материала приведены в табл. 2.

Ударную вязкость по Шарпи определяли на брусках размером (80х10х4) мм с острым надрезом в соответствии с ГОСТ 4647-80.

Увеличение ударной вязкости на единицу введенного каучука () определяли по формуле:
где а_к удельная вязкость композиции по Шарпи с острым надрезом, кДж/м²;
а_матр удельная вязкость матрицы;
k количество каучука в композиции,
Прочность спая определяли по величине ослабления прочности спая: отношению пределов текучести при растяжении литьевых образцов (лопатка 80х5х3) мм, полученных при заполнении формы без расширения или сужения потоков расплава и заполнении двумя потоками расплава с последующим их соединением.

Как следует из данных табл. 2, композиция по изобретению отличается высокой эффективностью использования каучука при сохранении прочности спая.

Использование: для изготовления деталей конструктивного назначения с высокой ударной прочностью. Сущность: полимерная композиция включает 70 - 90 мас. % термопласта и 10 - 30 мас.%, графт-сополимера, представляющего собой графт-сополимер со степенью прививки 0,56 - 1,0, содержащий 40 - 59 мас.% звеньев бутадиена, бутадиен-стирола или бутадиен-нитрила и 41 - 60 мас.% звеньев стирол-акрилонитрила или стирол-метилметакрилата при массовом соотношении звеньев стирола и акрилонитрила или метилметакрилата (25 - 75): (25 - 75). В качестве термопласта используют поликарбонат, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, полиамид-6, полиамид-66 или полипропилен, а также смеси термопластов: 65 - 80 мас.% поликарбоната и 20 - 35 мас.% полиэтилентерефталата; 40 - 60 мас.% поликарбоната и 40 - 60 мас.% полибутилентерефталата; 15 - 25 мас.% полиамида-66 и 75 - 85 мас.% полиамида-6. Композиции получают с использованием смесительного или экструзионно-гранулированного оборудования. На основе композиции получают изделия литьем под давлением, со значениями ударной вязкости по Шарпи с острым надрезом 14 - 42 кДж/м² и сохранением прочности спая изделий смежного профиля. 2 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая термопласт и графит-сополимер, отличающаяся тем, что в качестве графит-сополимера она содержит графит-сополимер со степенью прививки 0,56 1,0, включающий 40 59 мас. звеньев бутадиена, бутадиенстирола или бутадиеннитрила и 41 60 мас. звеньев стирол-акрилонитрила или стирол-метилметакрилата при массовом соотношении звеньев стирола и акрилонитрила или метилметакрилата 25 75 25 75 соответственно при следующем содержании компонентов в композиции, мас.

Термопласт 70 90
Графит-сополимер 10 30
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве термопласта она содержит поликарбонат, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, полиамид-6, полиамид-66, полипропилен.